南農沈其榮團隊揭示有機酸分泌介導的黃瓜根際有益微生物富集現象

鐮刀菌枯萎病是世界範圍內持續存在且廣泛傳播的土傳疾病。近年來，越來越多的研究表明，某些有益的微生物可以被植物「招募」到根際，以抵抗病原體的入侵。這些有益的微生物可以產生次級代謝產物，例如2，4-二乙醯基間苯三酚來拮抗病原體，從而提高土壤對疾病的抑制能力。其他研究表明，檸檬酸，蘋果酸和富馬酸等根系分泌物可以「招募」有益的根際微生物。並且最新研究發現，來自擬南芥的特異的三萜化合物可以募集並維持擬南芥特有的微生物群。植物馴化可能會改變根系代謝，從而影響根際微生物群落的結構和功能。現代育種的作物品種，可以獲得更高的產量，但相比傳統品種，其根際互作過程是否收到影響？

近日，Horticulture Research在線發表了南京農業大學沈其榮教授團隊題為Enrichment of beneficial cucumber rhizosphere microbes mediated by organic acid secretion的研究論文。該論文通過對兩種不同鐮刀菌枯萎病抗性的黃瓜品種根際微生物群落和根系分泌物進行系統分析，發現了感病品種黃瓜根際存在豐富更高的特異性的有益菌(Comamonadaceae和Xanthomonadaceae)，並且在就抗尖孢鐮刀菌實驗中表現出良好的生物防控性能。值得注意的是，該研究找到了招募這些有益微生物的根系分泌物成分(citric acid, pyruvate acid, succinic acid 和 fumarate)，並且在後續的驗證實驗中成功使用這四種物質溶液原位富集得到了這些有益菌。同時，該研究嘗試將擴增子微生物組與根際代謝組結合，通過非相關的生物信息學手段成功挖掘得到了植物根系分泌物同根際微生物組的關聯信息，對根際代謝物和微生物組聯合分析方面進行了有益的嘗試，對今後根際互作方向研究具有重要的參考意義。

Fig. 1 Analysis of rhizosphere bacterial communities between two cultivars.

Fig. 2 Prediction of the major pathways mediated by microbial communities.

Fig. 3 The disease resistance of Fusarium wilt by crops is normally divided into two strategies.

南京農業大學博士生文濤為該論文的第一作者，袁軍副教授為該論文的通訊作者。

作者簡介

袁軍，副教授，就職於南京農業大學資環學院沈其榮教授團隊。研究方向：植物-土壤反饋，土壤微生物群落調控，高通量數據整合分析。目前以第一作者在The ISME Journal、Microbiome、SBB、PCE、JAFC等國際著名期刊上發表20餘篇文章，他引1000餘次。

沈其榮，南京農業大學學術委員會主任，長期從事土壤微生物、有機肥和生物有機肥研究。提出和建立了土壤微生物區系調控的理論和技術體系，並研發出調控土壤微生物區系的有機（類）肥料系列產品，相關技術工藝已被全國600 多家企業採用；研發的土壤燻蒸與生物有機肥聯用防治土傳病害綜合技術效果顯著，為中國土壤生物肥力提升和有機（類）肥料產業發展做出了重大貢獻。以第一完成人獲國家技術發明二等獎1項、國家科技進步二等獎1項、國家專利金獎1項、國家專利優秀獎1項、國家教學成果二等獎1項以及省部級一等獎8項。以第一和第二完成人獲中國發明專利70多件、國際PCT專利6件，其中50多件專利在企業得到轉化。發表SCI論文400多篇，H指數56，2014年-2018年連續五年入選 ELSEVIER中國高被引學者榜單。獲光華工程科技獎、全國創新爭先獎狀、國家教學名師、中華農業英才獎、全國師德先進個人、全國優秀科技工作者、江蘇省勞模和先進工作者、農業部和江蘇省突出貢獻專家、江蘇省十大傑出發明人和江蘇省首屆發明人獎等。

文章連結：

https://www.nature.com/articles/s41438-020-00380-3

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關於園藝研究

Horticulture Research 是由南京農業大學與自然出版集團（現Springer Nature）合作創辦的英文期刊，是Nature旗下唯一的園藝領域專刊。所有關於園藝作物的基礎和理論研究都可以投稿。Horticulture Research 科睿唯安JCR2019影響因子：5.404，位於園藝一區（第1/36名），植物科學一區（第16/234名），遺傳學一區（第24/177名）。2019年中科院期刊分區（基礎版）：位於園藝小類一區，植物科學小類一區，農林科學大類一區（Top期刊）。